Modul 9: Konfiguration Autokonfiguration Migration IPv4/IPv6

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1 Modul 9: Konfiguration Autokonfiguration Migration IPv4/IPv6 M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 1

2 Lernziele: Modul 9.1: Autokonfiguration Nach Durcharbeiten dieses Teilkapitels sollen Sie die Aufgabenstellung Autokonfiguration erläutern und die beiden Konzepte SLAAC und DHCPv6 zur automatischen Konfiguration darstellen können. M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 2

3 Warum Autokonfiguration? Bei jedem netzwerkfähigen Gerät ist ein Minimum an Konfiguration notwendig. (Warum wohl?) Manuelle Konfiguration ist umständlich. Der Anwender hat oft nicht das notwendige technische Vorwissen für die Konfiguration seiner Systeme. Manuelle Konfiguration ist fehleranfällig. Manuelle Konfiguration wird bei zukünftigen Geräten und Anwendungen kaum noch praktikabel sein. Beispiele: Fernwartung im Auto, Sensornetzwerke über IP (Rollladensteuerung), Management elektrischer Geräte (Kühlschrank, Waschmaschine, Trockner) durch die Energieerzeuger über IP. Automatische Konfiguration erspart dem Netzwerkadministrator eine Menge Arbeit. Daher ist ein durchdachtes Konzept zur automatischen Konfiguration in jedem größeren Unternehmen unverzichtbar. M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 3

4 Parameter zur Autokonfiguration Mithilfe einer automatischen Konfiguration werden einem System verschiedene Parameter übergeben, damit es optimal in das aktuelle Netz integriert ist. Bei einem Wechsel des Netzes sind die Parameter dynamisch auszutauschen. (Das ist oft ein kritischer Punkt.) Für die grundlegende Konfiguration eines Systems sind folgende Parameter notwendig: globale IPv6-Adresse (die linklokale IPv6-Adresse ist nicht ausreichend, da sie nicht geroutet wird. Default-Router sowie (meistens auch) DNS-Server-Adresse Daneben können noch weitere Parameter übergeben werden. (Beispiele: SIP-Server-Adresse für Internettelefonie, NTP-Server-Adresse (NTP=Network Time Protocol) oder VLAN-ID ) M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 4

5 Verfahren zur Autokonfiguration Bei IPv4 stehen zwei Verfahren zur Autokonfiguration zur Verfügung: Das Bootstrap Protocol (BOOTP, RFC 951) für die Konfiguration von Terminals und festplattenlosen Workstations Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCPv4, RFC 1531), um Clients eine Netzwerkkonfiguration zuzuweisen. Bei IPv6 unterscheidet man grundsätzlich zwei Methoden zur Autokonfiguration: Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) Stateless bedeutet, dass bei der Autokonfiguration kein Status gespeichert wird. Für die Autokonfiguration wird also kein spezieller Server benötigt, was dieses Verfahren in der Administration besonders einfach macht. Stateless/Stateful Address Autoconfiguration (mit DHCPv6) Für dieses Verfahren wird ein DHCPv6-Server benötigt, der die Konfigurationsinformationen für die Systeme im Netz speichert und verwaltet. Hierdurch hat der Netzadministrator bessere Möglichkeiten, das Netz zu steuern und zu überwachen. (Stateful = IPv6-Adresse wird an Client verteilt.) Die beiden Verfahren SLAAC und DHCPv6 können auch kombiniert werden. Zum Beispiel SLAAC für globale IPv6-Adresse und Default Route, die weiteren Parameter über DHCPv6. M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 5

6 Ablauf Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) Schritt 1: Erzeugung einer link-lokalen IPv6-Adresse. Diese hatte Form: FE80::<InterfaceIdentifier> ). Schritt 2: Aufspüren von Routern im lokalen Netz. Hierzu werden Router-Solicitation-Nachrichten an die link-lokale Multicast Adresse All Router FF02:2 gesendet. Schritt 3: Router verteilen IPv6-Präfix Router senden Router-Advertisement-Nachrichten mit einem geeigneten Präfix an die link-lokale Multicast Adresse All Nodes FF02:1. Für jedes Präfix erzeugt der Client eine globale IPv6-Adresse als Kombination aus Präfix und Interface-Identifier. Beispiel: Interface Identifier des Clients: Erhaltener Adresspräfix: Globale IPv6-Adresse: a667:06ff:fe7d: :0dc8:0100:f101::0/ :0dc8:0100:f101:a667:06ff:fe7d:6082 M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 6

7 Anmerkungen zu Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) Über das Router-Advertisement erfährt der Client die Adresse eines Routers im Netz, den er als Default-Gateway benutzen kann, sowie Präfix. Damit hatte er alles, um auf IP-Ebene kommunizieren zu können. Die IPv6- Autokonfiguration per SLAAC ist in vielen Situationen nicht ausreichend, denn es werden beispielsweise keine Adressen für DNS- oder NTP-Server erzeugt. Durch Setzen des Managed-Flags in Router-Advertisements kann der Client angewiesen werden, weitere Konfigurationsinformationen über DHCPv6 zu besorgen. In RFC6106 (Nov. 2010) wird beschrieben, wie per SLAAC auch DNS- Konfigurationsinformationen verteilt werden können. Die mit SLAAC erzeugte globale IPv6-Adresse enthält die MAC-Adresse und ist damit weltweit über einen längeren Zeitraum hinweg eindeutig. Um die Privatsphäre zu schützen, wurde eine Erweiterung mit dem Namen Privacy Extension eingeführt. Hierbei wird aus einer Zufallszahl ein sich periodisch ändernder Interface-Identifier generiert. M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 7

8 Die IPv6-Autokonfiguration-Protokolle verwenden Multicast statt Broadcast 3 DHCP-Solicitation (Multicast ff02::1:2) Router-Solicitation (Multicast ff02::2) 1 DHCP-Advertisement 4 Router Client DHCP Server 2 Router-Advertisement 5 DHCPv6-Request DHCPv6-Reply 6

9 Andere Darstellung: Die IPv6-Autokonfiguration-Protokolle verwenden Multicast statt Broadcast Router Client DHCP DHCP Server x Server x Router Advertisement Multicast xy periodisch DHCP-Solicitation Multicast ff02::1:2 1 Router Advertisement Router Solicitation 2 DHCP-Advertisement x DHCP-Advertisement y Router Advertisement Multicast xy periodisch DHCP-Request 3 4 DHCP-Advertisement

10 DHCPv6 DHCPv6-Server verwalten die Netzwerkkonfiguration und stellen diese den Clients auf Nachfrage zur Verfügung. Client/Sever-System: DHCPv6-Client (UDP-Port 546): Stellt Anfrage nach Parametern an Server und empfängt die Parameter von DHCPv6-Server DHCPv6-Server (UDP-Port 547): kennt alle notwendigen Konfigurationsparameter und stellt sie den anfragenden Clients zur Verfügung Die well-known Multicast-Adresse für DHCPv6 ist ff02::1:2 DHCPv6 ist beschrieben in RFC 3315 (July 2003). DHCPv6 ist ein Protokoll mit der höchsten Änderungsrate innerhalb der IPv6- Familie. Es wird ständig an weiteren Optionen gearbeitet. Durch modulares Design ist es aber flexibel erweiterbar. DHCPv6 kann als Ergänzung zur Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) eingesetzt werden: Über SLAAC erhält der Client globale IPv6-Adresse sowie Standard Gateway. Die weiteren Parameter erhält er über DHCPv6 (für weitere Informationen siehe RFC 3736 (April 2004)). M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 10

11 DHCPv6-Unterstützung in gängigen Betriebssystemen Windows XP Windows 7 Windows 8 Ubuntu Ubuntu Ubuntu Mac OS X 10.7/10.8 ios Android 4.03 IPv6-Support Installation erforderlich Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja IP-Adresse / Default- Route über RA Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja Ja / Ja geräteabhängig / Nein DNS-Adresse über RA (RDNSS-Option) Nein externer Source-Code erforderlich externer Source-Code erforderlich Ja Ja Ja Ja Ja Nein Privacy-Extension per Default per Default per Default manuell manuell per Default per Default per Default manuell DHCPv6-Client Support Installation erforderlich Ja Ja Installation erforderlich Ja Ja Ja Ja Nein DHCPv6-Client über O-/M-Flag steuerbar Nein Ja Ja Nein Ja Ja Ja Ja - Nachlesen in: Christian Schneider, Martina Kannen, Martin Leischner: Bringdienst - IPv6-Autokonfiguration für Clients, ix-magazin für professionelle Informationstechnik, 11/2012 (Seite 72)

12 Modul 9.2: Migration IPv4/IPv6 M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 12

13 Problemstellung Hat sich herumgesprochen: die IPv4-Adressen gehen langsam zur Neige. Sparsamer Umgang mit IPv4 IPv6-Inseln (Bspl. Netlab) Duale IPv4/IPv6- Strukturen IPv4-Inseln IPv6-only IPv4/IPv6? IPv4/IPv6? IPv4/IPv6? Kunde Carrier / Provider Remote-Site DNS Server M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 13

14 Home-Lösung : Sparen von IPv4-Adressen mit NAT Network address translation (NAT) Network address and port translation (NAPT) gemäß RFC 2663 (notwendig für mehrere Clients) Zusatznutzen Anonymität fe80::9156:4c1e:b069: DNSv4: a02:2e0:3fe:1001:302:0:0:0 DNSv6:? /24 Home DNS: DHCP: NAT Server heise.de M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 14

15 Home-Lösung: Trotz IPv4-NAT in s IPv6-Netz IPv6-Tunnel benötigt neben der Clientsoftware Tunnelserver (der die IPv6-Adressen, bereitstellt) Relay, das den Verkehr wieder entkapselt Tunnelprovider: Teredo (Microsoft), SixXS,. IPv4-Tunnel fe80::9156:4c1e:b069: :0:5ef5:79fb:83d:2b87:a231: Tunnelserver+Relay a02:2e0:3fe:1001:302:0:0:0 Clientsoftware /24 DNS: DHCP: NAT M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 15 Server heise.de

16 Die saubere IPv4/IPv6-Übergangslösung: Dualstack fe80::9156:4c1e:b069: :0:5ef5:79fb:83d:2b87:a231:5674 DNSv6 IPv a02:2e0:3fe:1001:302:0:0:0 Home 2001:0:5ef5::/ / DNS: DHCP: NATv IPv4 DNSv4: Server heise.de Die Fritzbox kann Dualstack ( natives IPv4 + natives IPv6) Dualstack ist aber für den Provider ziemlich aufwändig, denn es müssen zwei Netze parallel betrieben werden. Doppelter Konfigurationsaufwand. Ziel des Betreibers: IPv4 aus dem eigenen Netz drängen. M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 16

17 Die pragmatische IPv4/IPv6-Übergangslösung: Dualstack-Lite Carrier Grade NAT (CGN) address family translation router (AFTR) NAT /8 (privat) IPv6 CGN (AFTR) NAT IPv :0:5ef5::/48 Home /24 (privat) IPv6 Server heise.de Die Fritzbox kann DS-lite ( natives IPv6 + AFTR-Server (Address Family Transition Router) Kritik an Dualstack-Lite: Kein direkter Zugang von außen mehr möglich ( DynDNS ) Tunneling an sich ist unerwüscht M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 17

18 Ende M. Leischner Netze, BCS, 2. Semester Folie 18